1 Dicembre 2021
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La tensione è direttamente proporzionale alla resistenza?

Il flusso di elettricità attraverso un oggetto, come un filo, è noto come corrente (I). Si misura in ampere (A); se la corrente è molto piccola, viene descritta in milli-ampere (mA), 1000 mA = 1A. La forza motrice (pressione elettrica) dietro il flusso di una corrente è nota come tensione e si misura in volt (V) (la tensione può anche essere indicata come differenza di potenziale, o forza elettromotrice). La proprietà di un materiale che limita il flusso di corrente è conosciuta come la sua resistenza (R), l’unità di resistenza è l’ohm (Ω). La resistenza alla corrente alternata è più propriamente chiamata impedenza ma, in questa applicazione, resistenza e impedenza possono essere considerate equivalenti.

La relazione tra corrente, tensione e resistenza è espressa dalla legge di Ohm. Questo afferma che la corrente che scorre in un circuito è direttamente proporzionale alla tensione applicata e inversamente proporzionale alla resistenza del circuito, a condizione che la temperatura rimanga costante.

Legge di Ohm: Corrente (I) = Tensione (V) / Resistenza (R)

Per aumentare la corrente che scorre in un circuito, la tensione deve essere aumentata, o la resistenza diminuita.

Un semplice circuito elettrico è rappresentato nella figura 1a. Il flusso di elettricità attraverso questo circuito è ulteriormente illustrato per analogia con il sistema di acqua pressurizzata nella Figura 1b.

Nel circuito elettrico l’alimentazione genera pressione elettrica (tensione), equivalente alla pompa che crea la pressione dell’acqua nel tubo; la corrente è equivalente al tasso di flusso dell’acqua; e la lampadina fornisce la resistenza allo stesso modo della restrizione nel sistema dell’acqua. L’amperometro è equivalente al flussometro e il voltmetro misura la differenza di pressione elettrica da ogni lato della restrizione nel sistema idrico. Ci sarà un calo di tensione dovuto all’energia consumata per far passare la corrente attraverso la lampadina, che ha una resistenza maggiore del filo nel circuito. Allo stesso modo, la pressione dell’acqua in (A) sarà minore che in (B).

Figura 1a Circuito elettrico semplice

Figura 1b Sistema di acqua pressurizzata

La resistenza complessiva di un oggetto dipende da una serie di proprietà tra cui la lunghezza, l’area della sezione trasversale e il tipo di materiale. Più lungo è un conduttore, maggiore è la sua resistenza; per esempio, un filo di due metri ha il doppio della resistenza di un filo di un metro di proprietà simili. Più grande è la sezione trasversale di un conduttore, più bassa è la sua resistenza: i cavi elettrici aerei hanno una resistenza molto più bassa di un flex per lampade della stessa lunghezza. Materiali diversi hanno anche diverse capacità di condurre l’elettricità. I metalli conducono molto bene, ma materiali come la ceramica o il vetro di solito non conducono affatto l’elettricità e sono noti come isolanti.

Gli animali contengono un’alta percentuale di liquidi che conducono bene l’elettricità; tuttavia la pelle, il grasso, le ossa e il pelo sono cattivi conduttori. La corrente elettrica prenderà il percorso di minor resistenza attraverso il tessuto animale, con il risultato che solo una piccola parte della corrente misurata penetrerà nel cervello. Animali con velli pesanti, pelle spessa, strati di grasso o crani spessi avranno un’alta resistenza elettrica. La tabella 1 mostra come la relazione tra corrente, tensione e resistenza differisca quando si stordiscono pecore di diverse condizioni fisiche. In questo esempio, la corrente minima richiesta per uno stordimento efficace è di un ampere.

Tabella 1 Esempi di applicazione della legge di Ohm nello stordimento delle pecore

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